能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,尋求可替代的清潔能源已迫在眉睫。光催化技術(shù)可以利用清潔可再生的太陽(yáng)光來(lái)驅(qū)動(dòng)降解污染物、光解水制氫等重要化學(xué)反應(yīng);光電轉(zhuǎn)化技術(shù)可通過(guò)光伏效應(yīng)把太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能。因此開發(fā)有效利用太陽(yáng)能的光催化材料和光電材料對(duì)解決環(huán)境污染及能源問(wèn)題具有重要意義。利用貴金屬納米材料修飾TiO₂,可以通過(guò)貴金屬在可見光區(qū)強(qiáng)的表面等離子體共振(SPR)效應(yīng)拓展光吸收,并能促進(jìn)光生電子和空穴的分離,從而提高光催化劑的光量子效率,因而成為研究的熱點(diǎn)。受到自然界中海膽、花粉等多刺狀結(jié)構(gòu)具有大的比表面積以及減反射性能的啟發(fā),基于結(jié)構(gòu)仿生理念將仿生多刺狀結(jié)構(gòu)與TiO₂/棒狀貴金屬?gòu)?fù)合納米材料結(jié)合,有利于提高光催化活性以及光電轉(zhuǎn)化性能。本文研究了仿生多刺狀TiO₂/Au納米棒(TiO₂/AuNR)復(fù)合納米材料光催化劑的合成方法,并探究了光催化性能以及光電轉(zhuǎn)化性能,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用種子生長(zhǎng)法制備了四種不同長(zhǎng)徑比的AuNR(2.5,2.7,4.1和4.5),并分別在AuNR溶液中原位生長(zhǎng)多刺...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 TiO₂納米材料
        1.2.1 TiO₂的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 TiO₂的能帶結(jié)構(gòu)
        1.2.3 TiO₂納米材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 TiO₂納米材料亟待解決的問(wèn)題
    1.3 貴金屬-TiO₂復(fù)合納米材料
        1.3.1 貴金屬-TiO₂復(fù)合納米材料的制備
        1.3.2 貴金屬-TiO₂復(fù)合納米材料的性質(zhì)
        1.3.3 AuNR-TiO₂復(fù)合納米材料
    1.4 仿生多刺狀納米材料
        1.4.1 自然界仿生多刺狀結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
        1.4.2 仿生多刺狀納米材料的制備方法
        1.4.3 仿生多刺狀納米材料的性質(zhì)研究
    1.5 本論文研究?jī)?nèi)容和意義
    1.6 研究路線圖
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 光催化降解羅丹明B
        2.3.2 光催化產(chǎn)H2

        2.3.3 光電轉(zhuǎn)化
    2.4 小結(jié)
第3章 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的制備及光催化降解性質(zhì)研究
    3.1 前言
    3.2 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的制備
        3.2.1 AuNR的制備
        3.2.2 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的制備
    3.3 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的表征
        3.3.1 紫外-可見吸收光譜
        3.3.2 形態(tài)及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 反射光譜
    3.4 光催化降解性質(zhì)研究
        3.4.1 AuNR長(zhǎng)徑比的影響
        3.4.2 光催化循環(huán)穩(wěn)定性的研究
        3.4.3 機(jī)理討論
    3.5 本章小結(jié)
第4章 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的光催化產(chǎn)H₂和光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)研究
    4.1 前言
    4.2 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的制備及表征
        4.2.1 仿生多刺狀TiO₂納米粒子的制備
        4.2.2 仿生多刺狀TiO₂/AuNR復(fù)合納米粒子的制備
        4.2.3 形態(tài)及結(jié)構(gòu)表征
        4.2.4 紫外-可見吸收光譜
    4.3 光催化產(chǎn)H₂性質(zhì)研究
        4.3.1 光催化產(chǎn)H₂速率研究
        4.3.2 光催化產(chǎn)H₂循環(huán)穩(wěn)定性的研究
        4.3.3 機(jī)理討論
    4.4 光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)的研究
        4.4.1 光電流性質(zhì)研究
        4.4.2 電化學(xué)阻抗性質(zhì)研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及相關(guān)成果
致謝



本文編號(hào)：3848958

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